TC4 (Ti-6Al-4V), כסגסוגת טיטניום עם תכונות מקיפות מצוינות הכוללת מבנה מרטנסיטי/דו-פאזי, ניתנת לשימוש בטמפרטורה של עד 450 מעלות. זהו חומר מפתח עבור רכיבים מבניים הליבה בתעשיית התעופה והחלל. עם זאת, במהלך תהליך הייצור, מוטות טיטניום TC4 מועדים לפגמי פס שחור, אשר עלולים להוביל לתכונות חומר לא אחידות ואף להפוך למקורות לסדקי עייפות, המאיימים ברצינות על בטיחות החלקים ומקצרים את חיי השירות של הסגסוגת.
המהות של פגם הרצועה השחורה: מבנה מיקרו חריג שנגרם על ידי הפרדת רכיבים
פגמי הרצועה השחורה של מוטות טיטניום TC4 הם בעצם תופעת הפרדה של הרכב כימי של היותם עשירים במוליבדן ועני באלומיניום. באמצעות מיקרוסקופ מטאלוגרפי ניתן לאתר את האזורים החריגים של המבנה המטאלוגרפי. לאחר מכן, באמצעות ניתוח רכיבים באמצעות מיקרוסקופ אלקטרוני סורק, ניתן לקבוע בבירור כי קיימת סטייה משמעותית בהתפלגות היסודות באזור הפגם: יסוד המוליבדן מועשר ואלמנט האלומיניום לוקה בחסר. בשילוב עם בדיקת מיקרו קשיות, ניתן לקבוע עוד יותר שהפרדה זו שייכת להפרדה שאינה קשורה ל-קשיחות-, כלומר, קשיות אזור הפגם נמוכה מזו של האזור הרגיל, והיא לא תגרום לסיכון לשבר שביר.
ראוי לציין כי הפרדת הרכיבים של סגסוגת טיטניום TC4 אינה מקרה בודד. פגמים מתכתיים דומים כוללים גם העשרת טיטניום + הפרדת יסודות ביניים, הפרדת תכלילים עשירים בחמצן וכו', והם בעיקר קשורים ישירות לאי אחידות של חומרי הגלם ולשליטה לא נכונה בתהליך ההיתוך.
השפעת הליקויים והעקרונות לטיפול בהם
פגמים מסוג פס שחור לא-הפרדה גבישית- אינם פגמים קטלניים: אם שאר הביצועים של המוצר עומדים בדרישות הסטנדרטיות למעט האזור המופרד, ולאחר שהאזור הפגום נחתך והסרה, עדיין ניתן לספק את המוצר ולהשתמש בו כרגיל. עם זאת, אם הקשיות שלו גבוהה מהפרדת הפריכות באזור הרגיל, זה יגרום ישירות לחומר להיות שביר. יש לגרוט את כל אצווה המוצרים ולא ניתן לעיבוד מחדש.
הדרך למניעה ובקרה של ליקויים
כדי להפחית או להעלים את פגמי הרצועה השחורה של מוטות טיטניום TC4 בשורשם, יש צורך בשליטה קפדנית על כל תהליך הייצור:
1. שלב חומר הגלם: בחר טיטניום ספוג- באיכות גבוהה, הסר גושים קשים מחומצנים והבטח הרכב חומר גלם אחיד ויציב.
2. שלב ההכנה: ייעל את תהליך ערבוב החומר ואת דיוק הכנת האלקטרודות כדי למנוע העשרת אלמנטים מקומיים.
3. שלב ההיתוך: שליטה מדויקת בפרמטרי המתח והזרם במהלך תהליך ההיתוך כדי להבטיח דיפוזיה מלאה של יסודות סגסוגת ולהפחית פיזור לא אחיד של רכיבים באזורים מיקרוסקופיים.
על ידי שילוב של תצפית מבנה מיקרוסקופי, ניתוח רכיבים מיקרו- ובדיקת קשיות מיקרו-, ניתן לזהות במדויק את הסוגים ורמות הסיכון של פגמים ברצועות שחורות במוטות טיטניום TC4. בשילוב עם כל בקרת התהליך, זה לא רק מבטיח בטיחות באיכות המוצר אלא גם ממזער את הפסדי הייצור במידה הרבה ביותר.
Baoji Yibaite New Materials Technology Co., Ltd
מתמחה בייצור מוטות טיטניום. מוזמנים לברר ולהזמין.
כתובת: No.10 Plant, No.3 Phoenix Road, High- Development Zone, Baoji City, Province Shaanxi, China.
כתובת אימייל:bjybt2020@163.com